JP6830001B2 - Transmission equipment and work robots - Google Patents
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Description
本発明は、エンコーダ情報を制御部に伝送する伝送装置及び、その伝送装置を備える作業用ロボットに関するものである。 The present invention relates to a transmission device that transmits encoder information to a control unit and a working robot including the transmission device.
近年、生産現場における省人化を図るべく、例えば、FA(Factory Automation)分野において作業用ロボットを使用した作業の自動化が進んでいる。作業用ロボットは、例えば、エンドエフェクタやアームを動かす駆動源としての電磁モータや、電磁モータを制御する制御部を備えている。制御部(例えば、アンプ)は、電磁モータの変位等を検出するエンコーダから出力されるエンコーダ情報に基づいて、電磁モータを駆動制御する。また、この種の作業用ロボットでは、エンドエフェクタ等に搭載される電磁モータやエンコーダの装置数の増加にともなって、制御部を設けた固定部と、エンコーダを設けた可動部とを接続する通信ケーブルの本数が増加する。これに対し、例えば、関節部分に設けたモータ制御回路と、固定部のホストコンピュータとの通信を多重化するものがある(例えば、特許文献1など)。 In recent years, in order to save labor at production sites, for example, in the field of FA (Factory Automation), automation of work using a work robot is progressing. The working robot includes, for example, an electromagnetic motor as a drive source for moving an end effector or an arm, and a control unit for controlling the electromagnetic motor. The control unit (for example, an amplifier) drives and controls the electromagnetic motor based on the encoder information output from the encoder that detects the displacement of the electromagnetic motor. Further, in this type of work robot, as the number of electromagnetic motors and encoder devices mounted on end effectors and the like increases, communication that connects a fixed portion provided with a control unit and a movable portion provided with an encoder is performed. The number of cables increases. On the other hand, for example, there is one that multiplexes the communication between the motor control circuit provided in the joint portion and the host computer in the fixed portion (for example, Patent Document 1).
ところで、上記した作業用ロボットでは、仕様の変更や開発の進展などにより、エンコーダやアンプの種類を変更する可能性がある。この際、仕様の変更等に応じてエンコーダやアンプの一方を変更した際に、他方の装置も併せて変更する必要が生じる場合がある。 By the way, in the above-mentioned working robot, there is a possibility that the type of encoder or amplifier may be changed due to a change in specifications or progress in development. At this time, when one of the encoders and amplifiers is changed according to a change in specifications or the like, it may be necessary to change the other device as well.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、エンコーダや制御部の種類の変更にともなう他の装置の変更をできるだけ抑えることができる伝送装置及び、その伝送装置を備える作業用ロボットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a transmission device capable of suppressing changes in other devices due to changes in the types of encoders and control units as much as possible, and a work robot provided with the transmission device. The purpose is to provide.
本明細書は、可動部の移動に応じたエンコーダ情報をエンコーダから入力し、前記エンコーダ情報に基づく制御を実行する制御部へ前記エンコーダ情報を出力する伝送装置であって、前記エンコーダと接続され、前記エンコーダから前記エンコーダ情報を入力するエンコーダ情報入力部と、前記エンコーダ情報入力部が入力した前記エンコーダ情報を、前記制御部で処理可能なデータ形式のデータに変換する変換処理を実行するプロトコル変換部と、前記制御部と接続され、前記プロトコル変換部により変換された変換後のエンコーダ情報を前記制御部へ出力するエンコーダ情報出力部と、外部インタフェースと、を備え、前記プロトコル変換部は、前記外部インタフェースから入力した変更データに基づいて、前記変換処理の内容を変更し、前記エンコーダから過去に入力した前記エンコーダ情報と、前記エンコーダから新たに入力した前記エンコーダ情報とに基づいて、前記可動部が移動する先である推定移動位置を推定する推定処理を実行する位置推定部を、さらに備え、前記位置推定部は、前記変更データに基づいて、前記推定処理の内容を変更する伝送装置を、開示する。また、本明細書は、伝送装置を備える作業用ロボットを、開示する。 The present specification is a transmission device that inputs encoder information according to the movement of a movable portion from an encoder and outputs the encoder information to a control unit that executes control based on the encoder information, and is connected to the encoder. An encoder information input unit that inputs the encoder information from the encoder, and a protocol conversion unit that executes a conversion process that converts the encoder information input by the encoder information input unit into data in a data format that can be processed by the control unit. An encoder information output unit that is connected to the control unit and outputs the converted encoder information converted by the protocol conversion unit to the control unit, and an external interface. The protocol conversion unit is provided with the external interface. The content of the conversion process is changed based on the change data input from the interface , and the movable portion moves based on the encoder information previously input from the encoder and the encoder information newly input from the encoder. A position estimation unit that executes an estimation process for estimating an estimated movement position to be moved is further provided, and the position estimation unit discloses a transmission device that changes the content of the estimation process based on the change data. To do. The present specification also discloses a working robot provided with a transmission device.
本開示によれば、仕様の変更や開発の進展などにより、エンコーダや制御部の種類を変更しエンコーダ情報を伝送する通信プロトコルを変更したとしても、エンコーダ情報を中継する伝送装置(プロトコル変換部)の変換処理を変更することで対応できる。 According to the present disclosure, a transmission device (protocol converter) that relays encoder information even if the type of encoder or control unit is changed and the communication protocol for transmitting encoder information is changed due to changes in specifications or progress in development. It can be dealt with by changing the conversion process of.
(1.部品装着機10の構成)
以下、本発明の作業用ロボットを具体化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図1は、本実施形態の部品装着機10の斜視図を示している。図1には、共通ベース11上に並設された2台の部品装着機10が示されている。部品装着機10は、例えば、はんだ印刷機、基板検査機、リフロー機などの他の装置と連結され生産ラインを構成し、多数の電子部品が実装された回路基板を生産する装置である。2台の部品装着機10は、同様の構成となっている。このため、以下の説明では、2台の部品装着機10のうちの1台を中心に説明する。
(1. Configuration of parts mounting machine 10)
Hereinafter, an embodiment in which the working robot of the present invention is embodied will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a perspective view of the
部品装着機10は、基板搬送装置13、部品供給装置15、ヘッド駆動機構17、パーツカメラ19などの各種装置を共通ベース11上に取り付けて構成されている。なお、以下の説明では、図1に示すように、部品装着機10が並設される方向をX軸方向、搬送される回路基板の基板平面に平行でX軸方向に直角な方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向の両方に直角な方向をZ軸方向と称して説明する。
The
基板搬送装置13は、第1搬送装置21及び第2搬送装置23がY軸方向において並設された、いわゆるダブルコンベアタイプの装置である。第1及び第2搬送装置21,23の各々は、X軸方向に沿って配設された一対のコンベアベルト(図示略)を有している。第1及び第2搬送装置21,23の各々は、一対のコンベアベルトを周回させ、コンベアベルト上に支持された回路基板をX軸方向に搬送する。また、第1及び第2搬送装置21,23の各々は、部品の装着作業を行う停止位置まで搬送した回路基板を、回路基板の上部に設けられたストッパ(図示略)と、下部に設けられたクランパ(図示略)とによってZ軸方向において挟持して固定する。例えば、第1及び第2搬送装置21,23の各々は、はんだ印刷機などの上流の装置から搬入された回路基板をX軸方向に搬送し、停止位置で回路基板をクランプする。装着作業が終了すると、第1及び第2搬送装置21,23は、回路基板をX軸方向に搬送して後段の装置に搬出する。
The
部品供給装置15は、フィーダ方式の装置であり、部品装着機10のY軸方向の前端部分(図1の左下側)に設けられている。部品供給装置15には、X軸方向に並設されて複数のフィーダ25が共通ベース11上に設けられている。各フィーダ25は、共通ベース11に対して着脱可能に構成されており、装填されたテープフィーダ27から供給位置に電子部品を供給する。テープフィーダ27は、電子部品を供給する媒体であり、多数の電子部品を一定の間隔で保持したキャリアテープが巻回されている。フィーダ25は、キャリアテープの先端が供給位置まで引き出されており、キャリアテープごとに異なる種類の電子部品を供給する。各フィーダ25の供給位置は、X軸方向に沿って並設されている。従って、供給位置は、電子部品の種類が異なればX軸方向の位置が異なる。
The
ヘッド駆動機構17は、XYロボット型の移動装置である。ヘッド駆動機構17は、スライダ31をX軸方向及びY軸方向にスライドさせる。スライダ31には、実装ヘッド33が取り付けられている。実装ヘッド33は、ヘッド駆動機構17を駆動することによって、部品装着機10の各々におけるフレーム部35上で任意の位置に移動する。
The
実装ヘッド33の下方には、ノズルホルダ37が設けられている。ノズルホルダ37は、複数の装着ノズルを下向きに保持している。装着ノズルの各々は、正負圧供給装置(図示略)を介して負圧エア、正圧エア通路に通じており、負圧にて電子部品を吸着保持し、僅かな正圧が供給されることで保持した電子部品を離脱する。実装ヘッド33は、例えば、Z軸回りにノズルホルダ37を回転可能となっている。また、実装ヘッド33は、選択した装着ノズルを個別にZ軸方向の下向きに延伸動作及び上向きに縮退動作可能となっている。また、実装ヘッド33は、選択した装着ノズルを個別にZ軸回りに回転可能となっている。実装ヘッド33は、これらの駆動動作の駆動源として、例えば、サーボモータや、サーボモータの回転位置等を検出するロータリーエンコーダを備えている。
A
パーツカメラ19は、基板搬送装置13と部品供給装置15とのY軸方向における間に設けられている。パーツカメラ19は、Z軸方向の上方を撮像できるように撮像方向を設定された状態で、フレーム部35上に設置されている。本実施形態における撮像位置は、パーツカメラ19の上方空間に設定されている。パーツカメラ19は、撮像位置を通過する装着ノズルに吸着された電子部品を下方から撮像する、いわゆるオンザフライ撮像を実行する。
The
図2は、部品装着機10のブロック図を示している。なお、図2は、部品装着機10の構成の一部を示している。また、図2は、X軸方向及びY軸方向の各々に対応するアンプ43及びヘッド駆動機構17をまとめて図示している。図2に示すように、部品装着機10のメイン制御部41は、アンプ43、及び中間ボード45を介してヘッド駆動機構17と接続されている。
FIG. 2 shows a block diagram of the
メイン制御部41は、例えば、フレーム部35内に内蔵されている。メイン制御部41は、ヘッド駆動機構17の他に、上記した基板搬送装置13、部品供給装置15、及びパーツカメラ19と接続されている。メイン制御部41は、ヘッド駆動機構17等から各種情報を取得し、取得した情報に基づいて部品装着機10を統括的に制御する。
The
メイン制御部41は、メイン基板51と、サーボコントローラ52と、画像処理ボード53とを備えている。メイン基板51は、CPU、RAM等を備えたコンピュータを主体として構成され、部品装着機10における電子部品の装着作業を統括的に制御する。メイン基板51は、例えば、生産ラインの管理コンピュータ(図示略)とネットワークを通じて接続されており、部品装着機10の動作を制御するための制御データ(いわゆる、ジョブやレシピ)を、管理コンピュータからダウンロードする。メイン基板51は、ダウンロードした制御データに基づいてサーボコントローラ52及び画像処理ボード53などに対する制御を実行する。
The
サーボコントローラ52は、メイン基板51の制御に基づいて、アンプ43を制御する。サーボコントローラ52は、サーボネットワークケーブル61を介して、アンプ43と接続されている。サーボネットワークケーブル61は、例えば、LANケーブルである。
The
アンプ43は、エンコーダケーブル62を介して中間ボード45と接続されている。中間ボード45は、エンコーダケーブル63を介してヘッド駆動機構17と接続されている。アンプ43、中間ボード45及びヘッド駆動機構17は、エンコーダケーブル62,63を介して、例えば、RS―485規格に準拠した通信を実行する。
The
ヘッド駆動機構17は、リニアモータ71と、リニアエンコーダ72とを備えている。ヘッド駆動機構17は、X軸方向及びY軸方向の各々に対応してリニアモータ71及びリニアエンコーダ72を備えている。リニアモータ71は、スライダ31(図1参照)をX軸方向及びY軸方向の各々にスライドさせる駆動源として機能する。スライダ31は、リニアモータ71の駆動に基づいて、X軸方向及びY軸方向における任意の位置に移動する。
The
リニアモータ71は、例えば、部品装着機10に固定されたガイドレールと、ガイドレール内に設けられた励磁コイルとを備える。リニアモータ71は、ガイドレール内にN極とS極の永久磁石が交互に配設されている。励磁コイルには、スライダ31が一体的に取り付けられている。リニアモータ71は、励磁コイルに電力が供給されることによって、ガイドレール内でスライダ31(励磁コイル)を移動させる。
The
リニアエンコーダ72は、リニアモータ71の駆動に応じてX軸方向及びY軸方向に移動するスライダ31(実装ヘッド33)の位置を検出する。リニアエンコーダ72は、スライダ31のX軸方向及びY軸方向の位置(XY座標の値)を、エンコーダ情報ED1として中間ボード45へ出力する。
The
中間ボード45は、プロトコル変換部81と、位置推定部82と、蓄積部83等を備えている。プロトコル変換部81、位置推定部82及び蓄積部83は、例えば、中間ボード45が有するFPGA(Field Programmable Gate Array)などのプログラム可能なロジックデバイス上で構成される論理回路として構築される。
The
中間ボード45のエンコーダ情報入力部85は、エンコーダケーブル63に接続されるコネクタである。エンコーダ情報入力部85は、エンコーダケーブル63を介してリニアエンコーダ72と接続されている。エンコーダ情報入力部85は、リニアエンコーダ72からエンコーダ情報ED1を入力する。プロトコル変換部81は、エンコーダ情報入力部85を介してリニアエンコーダ72から入力したエンコーダ情報ED1を、アンプ43やメイン制御部41で処理可能なデータ形式のデータ(エンコーダ情報ED2)に変換する変換処理を実行する。リニアエンコーダ72は、例えば、中間ボード45を介してアンプ43との間で同期式の半2重通信を実行し、エンコーダ情報ED1(エンコーダ情報ED2)の送受信を行う。この同期式通信は、例えば、HDLC(High level Data Link Control)の通信規格に準拠した通信である。プロトコル変換部81は、例えば、HDLC以外の通信プロトコルの通信によりリニアエンコーダ72からエンコーダ情報ED1を入力し、入力したエンコーダ情報ED1をHDLC規格に準拠した同期式通信のエンコーダ情報ED2に変換する。なお、ヘッド駆動機構17は、X軸方向及びY軸方向の各々に対応した複数のエンコーダ情報ED1を、別々のエンコーダケーブル63で中間ボード45へ出力してもよい。あるいは、ヘッド駆動機構17は、X軸方向及びY軸方向の各々に対応した複数のエンコーダ情報ED1を多重化し、1つの多重化データとして中間ボード45へ送信してもよい。
The encoder
また、中間ボード45は、外部インタフェース87を備えている。外部インタフェース87は、例えば、LANインタフェースである。外部インタフェース87は、LANケーブル65を介してメイン制御部41と接続されている。LANケーブル65は、例えば、Gigabit Ethernet(登録商標)の通信規格に準拠したLANケーブルである。中間ボード45は、LANケーブル65を介してメイン制御部41から変更データCDを入力可能となっている。中間ボード45は、入力した変更データCDに基づいて、上記したプロトコル変換部81による変換処理や、後述する位置推定部82による推定処理の内容を変更する。具体的には、例えば、中間ボード45は、変更データCDとしてコンフィグデータをメイン制御部41から入力し、入力したコンフィグデータをFPGAに出力してプロトコル変換部81や位置推定部82を再構成(リコンフィグレーション)する。プロトコル変換部81及び位置推定部82は、リコンフィグされることによって処理内容を変更される。なお、変更データCDは、コンフィグデータに限らず、例えば、設定値を変更するだけのデータでもよい。また、中間ボード45は、入力した変更データCD(コンフィグデータ)をメモリ等に保存し、メモリ等からFPGAに変更データCDを読み込ませてもよい。また、中間ボード45は、プロトコル変換部81及び位置推定部82の一方の処理内容だけを変更してもよい。
Further, the
中間ボード45のエンコーダ情報出力部86は、エンコーダケーブル62に接続されるコネクタである。エンコーダ情報出力部86は、エンコーダケーブル62を介してアンプ43(制御部の一例)と接続されている。プロトコル変換部81は、エンコーダ情報出力部86を介して、変換後のエンコーダ情報ED2をアンプ43へ出力する。アンプ43は、ヘッド駆動機構17(中間ボード45)から入力したエンコーダ情報ED2を、サーボネットワークケーブル61を介してサーボコントローラ52へ転送する。
The encoder
サーボコントローラ52は、エンコーダ情報ED2に基づいて、アンプ43を介してリニアモータ71を制御する。サーボコントローラ52は、例えば、産業用ネットワーク(SynqNetなど)による通信を、サーボネットワークケーブル61を介してアンプ43と実行する。サーボコントローラ52は、メイン基板51からの指示情報(移動先の情報など)と、リニアエンコーダ72から取得したエンコーダ情報ED2とに基づいて、リニアモータ71の目標となる位置や速度を算出する。サーボコントローラ52は、算出した目標値に応じてリニアモータ71の位置等を変更するためのトルク指令TCをアンプ43に対して行う。
The
アンプ43は、トルク指令TCに基づいて、X軸方向及びY軸方向の各々に対応したリニアモータ71の励磁コイルに供給する電力V(電流や電圧)を変更する。アンプ43は、リニアモータ71の位置などを変更し、実装ヘッド33の位置や移動速度を制御する。これにより、サーボコントローラ52は、算出した目標値に応じてPID制御などのフィードバック制御を実行し、ヘッド駆動機構17(スライダ31)の位置や速度を適宜変更する。実装ヘッド33は、ヘッド駆動機構17の駆動に応じてフレーム部35上で任意のXY座標の位置に移動する。
The
また、画像処理ボード53は、装着作業の各段階において、中間ボード45から設定情報D1を入力する。画像処理ボード53は、入力した設定情報D1に基づいて、撮像の開始を指示する撮像開始情報TRをパーツカメラ19に送信する。また、画像処理ボード53は、パーツカメラ19で撮像した画像データを入力し、実装ヘッド33の吸着ノズルに保持された電子部品の状態などを検出する。
Further, the
(2.移動位置の推定)
上記したようにパーツカメラ19は、移動中の実装ヘッド33をオンザフライ撮像する。また、中間ボード45の位置推定部82は、実装ヘッド33の装着ノズルがパーツカメラ19の撮像位置を通過するタイミングを示す設定情報D1を、設定情報出力部88から画像処理ボード53に出力する。設定情報出力部88は、例えば、撮像タイミングを示す差動信号を設定情報D1として画像処理ボード53に出力するI/Oインタフェースである。なお、設定情報D1の伝送方法は、差動伝送に限らず、例えば、フォトカプラを用いてもよい。
(2. Estimating the moving position)
As described above, the
図3は、オンザフライ撮像をする状態を模式的に示している。部品装着機10は、メイン制御部41の制御に基づいて、実装ヘッド33を駆動してフィーダ25の供給位置91の電子部品92を回路基板94の装着位置95に装着する装着作業を繰り返し実行する。
FIG. 3 schematically shows a state in which on-the-fly imaging is performed. The
まず、ヘッド駆動機構17は、装着する電子部品92を供給するフィーダ25の供給位置91の上方まで実装ヘッド33を移動させる。実装ヘッド33は、装着ノズル97によって供給位置91の電子部品92を吸着する。次に、ヘッド駆動機構17は、パーツカメラ19の上方の撮像位置99まで実装ヘッド33を移動させる。パーツカメラ19は、装着ノズル97の電子部品92を吸着している状態を下方からオンザフライ撮像する。
First, the
次に、ヘッド駆動機構17は、基板搬送装置13(図1参照)によって停止位置に位置決めされた回路基板94の上方まで実装ヘッド33を移動させる。一方、画像処理ボード53は、パーツカメラ19の撮像データに対する画像処理を実行する。メイン制御部41は、画像処理ボード53の画像処理結果に基づいて装着ノズル97を回転等させ、装着ノズル97に保持された電子部品92の吸着位置ずれを補正する。メイン制御部41及び画像処理ボード53は、オンザフライ撮像から装着位置95に電子部品92を装着するまでの間に補正を行う。そして、実装ヘッド33は、装着ノズル97を下降させ、電子部品92を回路基板94に装着する。このように、実装ヘッド33を停止させることなく移動しながら電子部品92の位置を補正することで、実装効率の向上を図ることができる。
Next, the
中間ボード45の位置推定部82は、リニアエンコーダ72から過去に入力したエンコーダ情報ED1と、リニアエンコーダ72から新たに入力したエンコーダ情報ED1とに基づいて、実装ヘッド33の移動する先である推定移動位置を推定する。例えば、図3に示すように、前回の通信周期においてリニアエンコーダ72から中間ボード45に取得されたエンコーダ情報ED1に基づく位置を、前回位置101とする。また、次の通信周期においてリニアエンコーダ72から中間ボード45に取得されたエンコーダ情報ED1に基づく位置を、現在位置102とする。
The
この場合、位置推定部82は、例えば、前回位置101と現在位置102とのX座標の差、即ち、前回から今回までにX軸方向に移動した距離Lx1を、エンコーダ情報ED1の1周期分の時間、即ち、移動時間で除算する。これにより、現在位置102における速度VtのX軸方向に沿った成分である速度Vxを算出する。
In this case, the
同様に、位置推定部82は、例えば、前回位置101と現在位置102とのY座標の差、即ち、前回から今回までにY軸方向に移動した距離Ly1を、エンコーダ情報ED1の1周期分の時間(移動時間)で除算する。これにより、現在位置102におけるY軸方向に沿った速度Vyを算出する。位置推定部82は、速度Vx,Vyを用いて、現在位置102を通過した後の実装ヘッド33の移動先(推定移動位置)を推定できる。
Similarly, the
ここで、メイン基板51は、例えば、オンザフライ撮像に先立って、中間ボード45に対して設定処理を行う。例えば、生産ラインの管理コンピュータから部品装着機10に送信される制御データ(ジョブ)には、部品装着機10の装置構成を示すデータとしてパーツカメラ19の設置位置の情報が設定されている。メイン基板51は、この管理コンピュータから取得した制御データからパーツカメラ19の設置位置を検出する。そして、メイン基板51は、サーボコントローラ52に対して、実装ヘッド33を移動させるべき位置(撮像位置99や装着位置95)を指示するとともに、パーツカメラ19の撮像位置99を通知する。
Here, the
サーボコントローラ52は、実装ヘッド33を移動させる位置と、撮像位置99の情報とを設定した設置位置情報D2を中間ボード45に通知する(図2参照)。サーボコントローラ52は、LANケーブル65を介して中間ボード45に設置位置情報D2を出力する。従って、本実施形態のメイン制御部41は、LANケーブル65及び外部インタフェース87を介して中間ボード45に対するオンザフライ撮像の設定を実行する。
The
位置推定部82は、サーボコントローラ52から入力した設置位置情報D2に基づいて、撮像位置99のXY座標を検出する。図3に示すように、位置推定部82は、例えば、現在位置102から撮像位置99までのX軸方向の距離Lx2と、現在位置102から撮像位置99までのY軸方向の距離Ly2とのそれぞれを二乗した値を加算して平方根を算出する。これにより、位置推定部82は、現在位置102から撮像位置99までの距離Lt(=√((Lx2)2+(Ly2)2))を算出する。
The
同様に、位置推定部82は、例えば、上記した速度Vx,Vyのそれぞれを二乗した値を加算して平方根を算出する。これにより、位置推定部82は、現在位置102における撮像位置99に向かう速度Vt(=√((Vx)2+(Vy)2))を算出する。そして、位置推定部82は、距離Ltを速度Vtで除算することで、現在位置102から撮像位置99まで移動するのに必要となる時間を推定できる。これにより、実装ヘッド33が撮像位置99に到達する時間、即ち、オンザフライ撮像するタイミングを決定することができる。なお、上記したように、位置推定部82による推定処理は、変更データCDのリコンフィグによって処理内容を変更可能である。
Similarly, the
位置推定部82は、実装ヘッド33の撮像位置99を通過するタイミング、即ち、設置位置情報D2の撮像位置99と、推定した推定移動位置とが一致するタイミングを示した設定情報D1を設定情報出力部88から画像処理ボード53に出力する。画像処理ボード53は、入力した設定情報D1に基づいて、撮像開始情報TRをパーツカメラ19に出力する。これにより、実装ヘッド33が撮像位置99を通過するタイミングでオンザフライ撮像を行うことができる。
The
(3.蓄積部83について)
次に、蓄積部83について説明する。蓄積部83は、エンコーダ情報入力部85から入力したエンコーダ情報ED1を所定のデータ量だけ蓄積するためのメモリ等を備えている。あるいは、蓄積部83は、中間ボード45に接続されるハードディスクなどの外部記憶装置を備えてもよい。蓄積部83は、例えば、メイン制御部41からの要求に応じて、蓄積したエンコーダ情報ED1を蓄積データD3として外部インタフェース87から出力する。メイン制御部41は、リニアエンコーダ72から出力されるエンコーダ情報ED1をすべて取得できる。従って、エンコーダ情報ED1の表示、エンコーダ情報ED1に基づく不具合の解析、あるいは解析結果による設定(設置位置情報D2など)の最適化などを実施できる。
(3. About storage unit 83)
Next, the
なお、蓄積部83は、エンコーダ情報ED1以外の情報(ログなど)を、蓄積及び出力してもよい。例えば、蓄積部83は、設定情報D1(撮像タイミング)を出力した履歴情報や、プロトコル変換部81など(FPGA)の処理内容をトレースできるログを蓄積してもよい。また、中間ボード45は、エンコーダ情報ED1を一時的に蓄積せずに、メイン制御部41へエンコーダ情報ED1を順次転送してもよい。これにより、メイン制御部41は、中間ボード45とヘッド駆動機構17との通信周期(RS−485のシリアル通信の周期など)でエンコーダ情報ED1を迅速に取得することができる。
The
因みに、部品装着機10は、作業用ロボットの一例である。パーツカメラ19は、撮像装置の一例である。実装ヘッド33及びリニアモータ71は、可動部の一例である。アンプ43及びメイン制御部41は、制御部の一例である。中間ボード45は、伝送装置の一例である。画像処理ボード53は、画像処理部の一例である。リニアエンコーダ72は、エンコーダの一例である。
Incidentally, the
(4.効果)
以上、詳細に説明した実施形態によれば以下の効果を奏する。
(効果1)中間ボード45(伝送装置)は、実装ヘッド33やリニアモータ71(可動部)の移動に応じたエンコーダ情報ED1をリニアエンコーダ72(エンコーダ)から入力し、エンコーダ情報ED1に基づく制御を実行するアンプ43及びメイン制御部41(制御部)へエンコーダ情報ED2を出力する。中間ボード45は、リニアエンコーダ72と接続され、リニアエンコーダ72からエンコーダ情報ED1を入力するエンコーダ情報入力部85と、エンコーダ情報入力部85が入力したエンコーダ情報ED1を、アンプ43等で処理可能なデータ形式のデータに変換する変換処理を実行するプロトコル変換部81と、アンプ43と接続され、プロトコル変換部81により変換された変換後のエンコーダ情報ED2をアンプ43へ出力するエンコーダ情報出力部86と、外部インタフェース87と、を備える。プロトコル変換部81は、外部インタフェース87から入力した変更データCDに基づいて、変換処理の内容を変更する。
(4. Effect)
According to the embodiment described in detail above, the following effects are obtained.
(Effect 1) The intermediate board 45 (transmission device) inputs encoder information ED1 according to the movement of the mounting
これによれば、プロトコル変換部81は、リニアエンコーダ72から入力したエンコーダ情報ED1を、アンプ43で処理可能なデータ形式のデータに変換し、変換したエンコーダ情報ED2をアンプ43へ出力する。これにより、仕様の異なるアンプ43とリニアエンコーダ72とを接続することができる。また、中間ボード45は、変更データCDを入力可能な外部インタフェース87を備える。そして、プロトコル変換部81は、外部インタフェース87から入力した変更データCDに基づいて、変換処理の内容を変更する。これにより、仕様の変更や開発の進展などにより、リニアエンコーダ72やアンプ43の種類を変更しエンコーダ情報ED1を伝送する通信プロトコルを変更したとしても、エンコーダ情報ED1を中継する中間ボード45(プロトコル変換部81)の変換処理を変更することで対応できる。即ち、外部インタフェース87から入力した変更データCDによって変換処理の内容を変更することで、例えば、リニアエンコーダ72の変更に応じてアンプ43を変更する必要がなくなる。
According to this, the
(効果2)また、中間ボード45は、リニアエンコーダ72から過去に入力したエンコーダ情報ED1と、リニアエンコーダ72から新たに入力したエンコーダ情報ED1とに基づいて、実装ヘッド33が移動する先である推定移動位置を推定する推定処理を実行する位置推定部82を、さらに備える。位置推定部82は、変更データCDに基づいて、推定処理の内容を変更する。
(Effect 2) Further, it is estimated that the
これによれば、位置推定部82は、過去のエンコーダ情報ED1と新たなエンコーダ情報ED1とに基づいて、実装ヘッド33の推定移動位置を推定する。これにより、アンプ43や、その上位のメイン制御部41の処理を必要とせず、中間ボード45がエンコーダ情報ED1を取得した段階で推定移動位置を推定できる。また、エンコーダ情報ED1を伝送する周期(例えば、RS―485規格のシリアル通信の周期)に比べて短い時間で、即ち、次のエンコーダ情報ED1を取得する前に、実装ヘッド33の移動先を推定できる。その結果、例えば、移動中の実装ヘッド33をより適切なタイミングでオンザフライ撮像できる。さらに、位置推定部82は、推定処理の内容を変更データCDによって変更できる。このため、推定処理の内容を変更したい場合、変更データCDを用いて中間ボード45に対して処理内容の変更を実施すればよく、他の装置(メイン制御部41やアンプ43等)に対する処理内容の変更が必要なくなる。また、位置推定部82を、例えば、処理を実行しない設定とすれば、位置推定部82を必要としない(例えば、プロトコル変換部81だけが必要な)部品装着機10に対して、中間ボード45の処理内容を最適化できる。
According to this, the
(効果3)また、中間ボード45は、位置推定部82により推定した推定移動位置に応じた設定情報D1を出力する設定情報出力部88を、さらに備える。
(Effect 3) Further, the
これによれば、設定情報出力部88に接続された画像処理ボード53は、中間ボード45から入力した設定情報D1に基づいて、実装ヘッド33(可動部)の移動に応じた処理を実行できる。ここでいう「移動に応じた処理」とは、例えば、移動中の実装ヘッド33を撮像する処理や、移動にともなう実装ヘッド33と他の装置との干渉を抑制する処理などである。
According to this, the
(効果4)設定情報出力部88は、画像処理ボード53(画像処理部)と接続されている。画像処理ボード53は、実装ヘッド33を撮像するパーツカメラ19(撮像装置)に対して撮像を指示する撮像開始情報TRを出力するものであり、設定情報出力部88から入力した設定情報D1に基づいて、撮像開始情報TRをパーツカメラ19に出力する。
(Effect 4) The setting
これによれば、画像処理ボード53(画像処理部)は、位置推定部82によって推定された推定移動位置(設定情報D1)に応じて、撮像開始情報TRをパーツカメラ19に出力できる。パーツカメラ19は、実装ヘッド33の移動に応じて適切なタイミングで実装ヘッド33を撮像できる。
According to this, the image processing board 53 (image processing unit) can output the image pickup start information TR to the
(効果5)位置推定部82は、パーツカメラ19(撮像装置)を設置した位置を示す設置位置情報D2を外部インタフェース87から入力し、推定移動位置と設置位置情報D2が示す位置(撮像位置99)とが一致するタイミングを示した設定情報D1を画像処理ボード53に出力する。
(Effect 5) The
これによれば、位置推定部82は、パーツカメラ19の設置位置情報D2の位置(撮像位置99)と、実装ヘッド33の推定移動位置とが一致するタイミングを示した設定情報D1を画像処理ボード53に出力する。画像処理ボード53は、入力した設定情報D1に基づいて、撮像開始情報TRをパーツカメラ19に出力する。これにより、パーツカメラ19の撮像位置99と実装ヘッド33の位置とが一致するタイミングで撮像を行うことができる。また、外部インタフェース87に接続されたメイン制御部41は、設置位置情報D2により中間ボード45に対して撮像のタイミング等を設定できる。
According to this, the
(効果6)また、中間ボード45は、エンコーダ情報入力部85から入力したエンコーダ情報ED1を所定のデータ量だけ蓄積し、蓄積したエンコーダ情報ED1を外部インタフェース87から出力する蓄積部83を、さらに備える。
(Effect 6) Further, the
これによれば、蓄積部83は、所定のデータ量だけエンコーダ情報ED1を蓄積する。この蓄積するデータ量は、蓄積部83の記憶容量やLANケーブル65の通信速度等に応じて適切な値を設定できる。蓄積部83は、蓄積したエンコーダ情報ED1を外部インタフェース87から出力する。このため、中間ボード45は、エンコーダ情報出力部86とは別に、外部インタフェース87からもエンコーダ情報ED1を出力する。これにより、外部インタフェース87に接続されたメイン制御部41は、リニアエンコーダ72から出力されるエンコーダ情報ED1をすべて取得し、不具合の解析などを実施できる。
According to this, the
(5.変形態様)
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、上記実施形態において、メイン基板51や画像処理ボード53は、ボード(基板)に限らず、例えば、CPUでプログラムを実行することで実現可能な処理モジュール(ソフトウェア)でもよい。
また、上記実施形態では、本願のエンコーダとしてリニアエンコーダ72を採用したが、他のエンコーダ、例えば、ロータリーエンコーダを採用することもできる。また、この場合、リニアモータ71の代わりにサーボモータを用いてもよい。
また、上記実施形態では、位置推定部82によって推定した推定移動位置を、画像処理ボード53による撮像の開始指示(トリガ)として用いたが、他の用途に用いてもよい。例えば、複数の実装ヘッド33が協調して作業する場合に、推定移動位置に基づいて複数の実装ヘッド33の移動先を推定し、複数の実装ヘッド33の干渉を抑制してもよい。
また、上記実施形態では、本願における撮像装置としてパーツカメラ19を採用したが、他の用途のカメラ、例えば、回路基板94に付されたマークを撮像するマークカメラを採用してもよい。
(5. Deformation mode)
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, the
Further, in the above embodiment, the
Further, in the above embodiment, the estimated movement position estimated by the
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、本願における伝送装置を備える作業用ロボットとして、電子部品92を回路基板94に装着する部品装着機10を採用したが、これに限らない。例えば、作業用ロボットとしては、アームの先端にエンドエフェクタを備えたロボットでもよく、回路基板94に半田を印刷するスクリーン印刷装置でもよい。
Further, in the above embodiment, the
10 部品装着機(作業用ロボット)、19 パーツカメラ(撮像装置)、33 実装ヘッド(可動部)、41 メイン制御部(制御部)、43 アンプ(制御部)、45 中間ボード(伝送装置)、53 画像処理ボード(画像処理部)、71 リニアモータ(可動部)、72 リニアエンコーダ(エンコーダ)、81 プロトコル変換部、82 位置推定部、83 蓄積部、85 エンコーダ情報入力部、86 エンコーダ情報出力部、87 外部インタフェース、88 設定情報出力部、CD 変更データ、D1 設定情報、D2 設置位置情報、ED1,ED2 エンコーダ情報、TR 撮像開始情報。 10 Parts mounting machine (working robot), 19 parts camera (imaging device), 33 mounting head (moving part), 41 main control unit (control unit), 43 amplifier (control unit), 45 intermediate board (transmission device), 53 Image processing board (image processing unit), 71 Linear motor (moving unit), 72 Linear encoder (encoder), 81 Protocol conversion unit, 82 Position estimation unit, 83 Storage unit, 85 Encoder information input unit, 86 Encoder information output unit , 87 External interface, 88 Setting information output unit, CD change data, D1 setting information, D2 installation position information, ED1, ED2 encoder information, TR imaging start information.
Claims (6)
前記エンコーダと接続され、前記エンコーダから前記エンコーダ情報を入力するエンコーダ情報入力部と、
前記エンコーダ情報入力部が入力した前記エンコーダ情報を、前記制御部で処理可能なデータ形式のデータに変換する変換処理を実行するプロトコル変換部と、
前記制御部と接続され、前記プロトコル変換部により変換された変換後のエンコーダ情報を前記制御部へ出力するエンコーダ情報出力部と、
外部インタフェースと、を備え、
前記プロトコル変換部は、前記外部インタフェースから入力した変更データに基づいて、前記変換処理の内容を変更し、
前記エンコーダから過去に入力した前記エンコーダ情報と、前記エンコーダから新たに入力した前記エンコーダ情報とに基づいて、前記可動部が移動する先である推定移動位置を推定する推定処理を実行する位置推定部を、さらに備え、
前記位置推定部は、前記変更データに基づいて、前記推定処理の内容を変更する、ことを特徴とする伝送装置。 A transmission device that inputs encoder information according to the movement of a movable unit from the encoder and outputs the encoder information to a control unit that executes control based on the encoder information.
An encoder information input unit that is connected to the encoder and inputs the encoder information from the encoder.
A protocol conversion unit that executes a conversion process for converting the encoder information input by the encoder information input unit into data in a data format that can be processed by the control unit.
An encoder information output unit that is connected to the control unit and outputs the converted encoder information converted by the protocol conversion unit to the control unit.
With an external interface,
The protocol conversion unit changes the content of the conversion process based on the change data input from the external interface .
A position estimation unit that executes an estimation process for estimating an estimated movement position to which the movable unit moves, based on the encoder information previously input from the encoder and the encoder information newly input from the encoder. To prepare for
The position estimation unit is a transmission device characterized in that the content of the estimation process is changed based on the change data.
前記画像処理部は、前記可動部を撮像する撮像装置に対して撮像を指示する撮像開始情報を出力するものであり、前記設定情報出力部から入力した前記設定情報に基づいて、前記撮像開始情報を前記撮像装置に出力する、ことを特徴とする請求項2に記載の伝送装置。 The image processing unit outputs imaging start information instructing an imaging device that images the movable portion to perform imaging, and based on the setting information input from the setting information output unit, the imaging start information. The transmission device according to claim 2, wherein the image is output to the image pickup device.
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